一株C3形态多重耐药大肠杆菌噬菌体生物学特性和基因组分析

【目的】多重耐药菌的出现对公共卫生安全构成严重威胁,本研究分离多重耐药大肠杆菌噬菌体,研究其生物学特性和基因组特征,为耐药菌的噬菌体疗法提供理论依据。【方法】使用双层平板法从污水样本中分离纯化大肠杆菌噬菌体;磷钨酸染色后通过透射电镜观察形态;测定其宿主范围,测定温度和pH稳定性、一步生长曲线和体外抑菌效果等生物学特性;体内抑菌试验评估噬菌体对多重耐药大肠杆菌N1203-1Af感染的大蜡螟幼虫的保护作用;基于全基因组测序对其基因组特点进行分析。【结果】本研究分离共得到5株大肠杆菌噬菌体,分别命名为pEC-S163-2.1、pEC-S163-2.2、pEC-M1167-5Ar.1、pEC-m1291-2Dr.1和pEC-N1203-2Af.1;电镜结果显示噬菌体pEC-N1203-2Af.1属于短尾噬菌体中罕见的C3形态型,头部较长,长是宽的2–3倍;pEC-N1203-2Af.1可裂解受试15株大肠杆菌中的3株;感染10 min后进入指数增长期,–20-50℃、pH值为4.0–10.0的环境下均能够保持稳定活性;大蜡螟幼虫感染大肠杆菌N1203-2Af后噬菌体pEC-N1203-2Af....     

不同土壤条件下天津地区引种黑果枸杞生长、产量、成分差异

以从甘肃民勤地区引入天津不同土壤条件的两年生黑果枸杞苗为试验材料,对其生长、产量、成分差异进行研究。结果表明,黑果枸杞引种到天津后生长期比原产地甘肃民勤延长了8~36 d。粘壤土条件下的黑果枸杞产量为0.34 kg·m^-2,高于民勤地区的最高产量;而沙土条件下的产量则为0.05 kg·m^-2,低于民勤地区的最低产量。粘壤土与沙土条件下黑果枸杞的花青素含量分别为14.43和13.67 mg·g^-1,均显著高于甘肃民勤黑果枸杞的花青素含量。生长在粘壤土的果实中的甜菜碱含量为2.36%,显著高于生长在沙土和市售民勤的黑果枸杞果实。综合各土壤条件下黑果枸杞植株生长情况及各项指标,黑果枸杞引种到天津不同土壤条件后生长适应性较强,其中在粘壤土条件下生长最好。     

环糊精葡萄糖基转移酶的分子改造及其在合成α-熊果苷中的应用

α-熊果苷在化妆品和医药领域具有重要应用价值,但从植物组织中提取产率低,极大地限制了其应用。本研究利用戈特沙尔克厌氧分支杆菌(Anaerobranca gottschalkii)来源的环糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextrin glucosyltransferase, CGTase),以麦芽糊精为供体,对苯二酚为受体,催化合成α-熊果苷。通过定点饱和突变和定点突变筛选到突变体AgCGTase-F235G-N166H,活力是野生型的3.48倍。通过优化反应pH、温度、对苯二酚添加量,转化率在最优反应条件下达到63%。综上所述,本研究成功构建了一株能高效合成α-熊果苷并具有较高苯二酚转化率的菌株,对于降低α-熊果苷工业化的生产成本,提高产物的转化率方面具有重要的应用潜力。     

基于双同心圆环拉普拉斯电极的脑电研究

目的 脑电图（EEG）是一种记录脑电波的非侵入式电生理监测方法,然而传统脑电采集电极易受参考活化的影响,而且空间分辨率低。拉普拉斯电极参考独立,并且有望提高EEG空间分辨率。本研究基于双环拉普拉斯电极,探究拉普拉斯电极独立参考特性,对比拉普拉斯电极与传统电极的空间分辨率差异。方法 使用21个Ag/AgCl双环拉普拉斯电极,进行三维（3D）半球水箱试验,模拟全脑信号采集,检测400 mVpp@13 Hz正弦信号的分布。更换拉普拉斯电极的地电极位置以及传统电极的参考电极位置,提取并分析13 Hz源频率成分的空间分布。结果 不同地电极位置下,拉普拉斯电极信噪比（SNR）空间分布基本一致,其相关系数为0.94,而传统电极在不同参考电极位置下的SNR分布相关系数为0.07,拉普拉斯电极参考独立,传统电极对参考电极位置敏感。拉普拉斯电极幅值3 dB衰减面积比率为2.1%,而传统电极为6.9%,拉普拉斯电极SNR 3 dB衰减面积比率为1.0%,而传统电极为30.1%。结论 拉普拉斯电极不受参考电极影响,具有参考独立特性,且空间分辨率更高,有望实现更精确的脑电活动定位,为拉普拉斯电极用于脑-机接口（BCI）奠定了基础。     

异养硝化-好氧反硝化细菌MF1的生长及脱氮特性研究

从某对虾养殖池塘采集的底泥中筛出一株菌株MF1,经 16S rDNA鉴定为Klebsiella michiganensis(密歇根克雷伯氏菌).各菌株生长特性试验表明:氨氮培养基中菌株MF1的最适碳源为丙酮酸钠.在温度30℃、pH 7、转速100 r/min及C/N比例为 10的条件下,菌株MF1的脱氮效率达到最大值.     

Mstn基因敲除小鼠肌肉和C2C12细胞的转录特征分析

肌肉生长抑制素(Myostatin,Mstn)作为TGF-β超家族的成员,是一种调控骨骼肌生长发育的负调节因子,其失活可以促进肌肉的发育,在个体上表现为双肌臀等表型.为了探究Mstn基因敲除对肌肉细胞和组织转录组的影响,本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了 3个M.stn基因敲除的C2C12细胞株,并采集了 12只Mstn基因敲除小鼠(Mus musculus)(6公6母)的腓肠肌,分别进行转录组测序分析.结果显示,Mstn基因敲除C2C12细胞增殖能力显著高于野生型细胞的.在Mstn基因敲除的C2C12细胞、公鼠和母鼠中分别鉴定到329、240、265个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs).Mstn基因敲除公鼠和母鼠中鉴定到50个共有DEGs,在下调表达基因中,Myh7、Lmod2、Barx2、Myh2、Myl3和Smtnl1基因显著富集到27条肌肉功能相关通路;Dgat2和Slc27a1显著富集到8条脂质代谢相关通路.Mstn基因敲除C2C12细胞和小鼠中鉴定到4个共有DEGs,其中Fam83d基因是成肌细胞增殖、分化的关键调控基因.综上所述,Mstn基因敲除既可以通过下调Myh7、Lmod2和Fam83d等基因参与肌肉发育调控,也能够通过下调Dgat2和Slc27a1基因调控脂质代谢.     

多基因遗传风险评分（PRS）在遗传疾病研究中的应用与前景：数据分析方法综述

多基因遗传风险评分（polygenic risk score,PRS）是一种新兴的遗传数据分析方法。该方法通过对个体多个遗传变异位点的综合考虑,对个体复杂疾病的遗传风险进行定量评估,在遗传学领域受到广泛关注,同时该方法的有效性也在临床应用中得到进一步验证。由于PRS的计算涉及大量的基因组数据分析,其模型的数据选择、构建方法以及验证方法均存在较大差异。本综述结合目前已发表的PRS相关研究和算法,对PRS模型以及其应用进行阐述。     

镉胁迫对西瓜幼苗生长及其叶片解剖结构和生理特性的影响

该研究以‘北抗1号’西瓜幼苗为试验材料,采用实验室盆栽方法,考察在不同浓度镉胁迫(0、60、120、180和240 mg/L)处理下西瓜幼苗的生长及其叶片生理特性和解剖结构的变化特征,初步探讨西瓜耐受镉胁迫的生理机制。结果显示：(1)在镉胁迫条件下,西瓜幼苗的生长受到抑制,随着镉胁迫浓度的增加,西瓜幼苗的叶片形态黄化现象逐渐加重,根系形态逐渐纤弱,株高、茎粗、茎节数和叶片数均呈现下降趋势。(2)镉胁迫下,西瓜幼苗叶片主脉中细胞受损,主脉直径显著减小,叶肉组织疏密度显著降低。(3)随着镉胁迫浓度的升高,西瓜幼苗的含水量、净光合速率、SOD活性等显著降低,丙二醛和游离脯氨酸含量显著升高,POD活性和可溶性蛋白含量先升高后降低,生理特性受到显著影响。研究发现,‘北抗1号’西瓜幼苗对镉有一定的适应性,在低浓度(60 mg/L)镉胁迫处理下,西瓜幼苗的形态特征、生理特性变化不显著,但在高浓度(180 mg/L)镉胁迫下,幼苗的生长受到严重抑制,渗透调节系统以及生物膜保护系统严重受损。     

嗜热古菌Infirmifilum uzonense来源的双功能高温β-葡萄糖苷酶IuBgl3的原核表达及酶学性质分析

β-葡萄糖苷酶在食品、医药、生物质转化等领域具有重要的应用价值,因此发掘适应性强、性质优良的β-葡萄糖苷酶是国内外研究热点。本研究从嗜热古菌Infirmifilum uzonense中成功克隆出一个GH3家族的β-葡萄糖苷酶基因,命名为Iubgl3。基因序列分析显示Iubgl3全长为2109bp,编码702个氨基酸,理论分子量为77.0kDa。将该基因在大肠杆菌中进行克隆表达并对纯化后的IuBgl3进行酶学性质研究。结果显示,重组酶IuBgl3最适pH5.0,最适温度85℃。该酶具有良好的热稳定性,80℃处理2h后仍能保持85%以上的酶活力。其具有优良的pH稳定性,在pH4.0−11.0范围内处理1h,仍维持85%以上的酶活力。通过底物特异性测定发现,该酶对对硝基苯-β-d-吡喃葡萄糖苷(p-nitrophenylβ-d-glucoside,pNPG)和对硝基苯-β-d-吡喃木糖苷(p-nitrophenyl β-d-xylopyranoside,pNPX)均有很高的水解能力,是典型的双功能酶。以pNPG为底物时的动力学参数K_m和V_max分别为0.38mmol和248.55μmol/(mg·min),催化效率k_cat/K_m=6149.20s⁻¹mmol⁻¹。大多数金属离子对IuBgl3的酶活力没有显著影响,SDS可导致酶完全失活,而EDTA却能提高30%的酶活力。本研究丰富了高温古菌GH3家族的β-葡萄糖苷酶基因,获得了一个稳定性优良的高温酸性双功能酶,具有良好的工业应用前景。